XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico

XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico
CELDAS SOLARES DE PELÍCULAS DELGADAS
Roberto Samuel Hernández Soriano Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos 9 “Juan
de Dios Bátiz”, rsamhs@gmail.com. Asesora Dra. Bindu Krishnan Universidad Autónoma de
Nuevo León kbindu_k@yahoo.com
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente, la producción de energía eléctrica está basada en la quema de
combustibles fósiles, lo cual ha supuesto consecuencias como el cambio climático
(calentamiento global) por el efecto invernadero. Por esta razón, en los últimos años
se han buscado fuentes energéticas alternativas tales como el viento, el calor de la
Tierra o, como en nuestro caso, el sol.
Las celdas solares son dispositivos que absorben la radiación solar y generan una
corriente eléctrica; en los últimos años se han desarrollado varios métodos y
empleado varios materiales para la construcción de éstas, sin embargo, han
presentado problemas como baja efectividad, el uso de materiales escasos en la
Tierra lo que disminuye o erradica su factibilidad económica, o el uso de materiales
y procesos tóxicos. En este proyecto se busca la construcción de celdas solares
empleando procesos de bajo costo y no tóxicos. Por ello, se optó por trabajar la
aplicación de películas delgadas en celdas fotovoltaicas.
METODOLOGIA
Para la integración de un dispositivo fotovoltáico se requieren: películas de sulfuro
de cadmio (CdS) que componen la capa ventana, y de sulfuro de antimonio (Sb 2S3)
que representa el material absorbedor. Durante este verano se trabajó CdS.
Usando el método de deposición por baño químico (CBD), se obtuvo el CdS, para
posteriormente medir el espesor y las propiedades ópticas y eléctricas de la película.
Se realizaron baños de 10, 20, 30 minutos y 1,1.5, 2 y 3 horas empleando dos tipos
de reacción en cada caso: CdS TEA y CdS CITRATE, para comparar el desempeño
de cada muestra. Luego se realizaron las mediciones de fotorespuesta a cada
película para encontrar la corriente producida al aplicar cierto voltaje.
Posteriormente se aplicó un tratamiento térmico de 300, 350 y 400 °C por 30
minutos a las películas con los resultados más representativos para volver a medir
su fotorespuesta y luego compararla con los resultados anteriores. Se aplica el
mismo procedimiento para medir espesores y propiedades ópticas: transmitancia y
reflectancia.
CONCLUSIONES
La investigación sigue en curso pues falta medir propiedades, pero se ha observado
que el desempeño en fotorespuesta ha sido mejor en las películas de CdS TEA que
el CdS CITRATE con el mismo tiempo de baño. Se espera que al aumentar el tiempo
de baño aumente el espesor y por lo tanto, mejorar las condiciones eléctricas, pero
la transmitancia, que es importante en el material, disminuye. Se debe encontrar el
punto en el que su aplicación como capa ventana sea la mejor.
© Programa Interinstitucional para el Fortalecimiento de la Investigación y el Posgrado del
Pacífico
Agosto 2014